﻿#include "asm-generic/errno-base.h"
#include "asm-generic/gpio.h"
#include "linux/jiffies.h"
#include <linux/module.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/timer.h>

/*
1、编程思路，发送 18ms 低脉冲，表示开启监测
2、注册中断
3、休眠，等待 wait_event
4、中断函数将被调用 84 次
	记录时间
	累加计数，
	84后，唤醒，解析数据，


*/
struct gpio_desc
{
	int gpio;
	int irq;
	char *name;
	struct timer_list key_timer;
};

static struct gpio_desc gpios[] = {
	{
		115,
		0,
		"dht11",
	},
};

static int major = 0;
static struct class *gpio_class;

static u64 g_dht11_irq_time[84];
static int g_dht11_irq_cnt = 0;

/* 环形缓冲区 */
#define BUF_LEN 128
static char g_keys[BUF_LEN];
static int r, w;

struct fasync_struct *button_fasync;

static irqreturn_t dht11_isr(int irq, void *dev_id);
static void parse_dht11_datas(void);

#define NEXT_POS(x) ((x + 1) % BUF_LEN)

static int is_key_buf_empty(void)
{
	return (r == w);
}

static int is_key_buf_full(void)
{
	return (r == NEXT_POS(w));
}

static void put_key(char key)
{
	if (!is_key_buf_full())
	{
		g_keys[w] = key;
		w = NEXT_POS(w);
	}
}

static char get_key(void)
{
	char key = 0;
	if (!is_key_buf_empty())
	{
		key = g_keys[r];
		r = NEXT_POS(r);
	}
	return key;
}

static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(gpio_wait);

static void key_timer_expire(unsigned long data)
{
	// 解析数据, 放入环形buffer, 唤醒APP
	printk(" %s %d, 中断产生次数 %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, g_dht11_irq_cnt);
	parse_dht11_datas();
}

static ssize_t dht11_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	char kern_buf[2];

	if (size != 2)
		return -EINVAL;

	g_dht11_irq_cnt = 0;

	/* 1. 发送18ms的低脉冲 */
	err = gpio_request(gpios[0].gpio, gpios[0].name);
	gpio_direction_output(gpios[0].gpio, 0);

	mdelay(18);
	gpio_free(gpios[0].gpio);

	gpio_direction_input(gpios[0].gpio); /* 引脚变为输入方向, 由上拉电阻拉为1 */

	/* 2. 注册中断 */
	err = request_irq(gpios[0].irq, dht11_isr, IRQF_TRIGGER_RISING | IRQF_TRIGGER_FALLING, gpios[0].name, &gpios[0]);
	// 10ms 后无论是否发生足够的中断次数，也使用定时器触发事件唤醒
	mod_timer(&gpios[0].key_timer, jiffies + 10);

	/* 3. 休眠等待数据 */
	wait_event_interruptible(gpio_wait, !is_key_buf_empty());

	free_irq(gpios[0].irq, &gpios[0]);

	// printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

	/* 设置DHT11 GPIO引脚的初始状态: output 1 */
	err = gpio_request(gpios[0].gpio, gpios[0].name);
	if (err)
	{
		printk("%s %s %d, gpio_request err\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	}
	gpio_direction_output(gpios[0].gpio, 1);
	gpio_free(gpios[0].gpio);

	/* 4. copy_to_user */
	kern_buf[0] = get_key();
	kern_buf[1] = get_key();

	printk("get val : 0x%x, 0x%x\n", kern_buf[0], kern_buf[1]);
	if ((kern_buf[0] == (char)-1) && (kern_buf[1] == (char)-1))
	{
		printk("get err val\n");
		return -EIO;
	}

	err = copy_to_user(buf, kern_buf, 2);

	return 2;
}



/* 定义自己的file_operations结构体                                              */
static struct file_operations dht11_drv = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.read = dht11_read,
};

static void parse_dht11_datas(void)
{
	int i;
	u64 high_time;
	unsigned char data = 0;
	int bits = 0;
	unsigned char datas[5];
	int byte = 0;
	unsigned char crc;

	/* 数据个数: 可能是81、82、83、84 */
	if (g_dht11_irq_cnt < 81)
	{
		/* 出错 */
		put_key(-1);
		put_key(-1);

		// 唤醒APP
		wake_up_interruptible(&gpio_wait);
		g_dht11_irq_cnt = 0;
		return;
	}

	// 解析数据
	for (i = g_dht11_irq_cnt - 80; i < g_dht11_irq_cnt; i += 2)
	{
		high_time = g_dht11_irq_time[i] - g_dht11_irq_time[i - 1];

		data <<= 1;

		if (high_time > 50000) /* data 1 */
		{
			data |= 1;
		}

		bits++;

		if (bits == 8)
		{
			datas[byte] = data;
			data = 0;
			bits = 0;
			byte++;
		}
	}

	// 放入环形buffer
	crc = datas[0] + datas[1] + datas[2] + datas[3];
	printk(" %s line:%d, datas[0]=%d datas[1]=%d datas[2]=%d， datas[3]=%d，datas[4]=%d，crc=%d\n", __FUNCTION__, __LINE__,
		   datas[0], datas[1], datas[2], datas[3], datas[4], crc);
	printk(" %s line:%d, 中断产生次数 %d\n", __FUNCTION__, __LINE__, g_dht11_irq_cnt);

	if (crc == datas[4])
	{
		put_key(datas[0]);
		put_key(datas[2]);
	}
	else
	{
		put_key(-1);
		put_key(-1);
	}

	g_dht11_irq_cnt = 0;
	// 唤醒APP
	wake_up_interruptible(&gpio_wait);
}

static irqreturn_t dht11_isr(int irq, void *dev_id)
{
	struct gpio_desc *gpio_desc = dev_id;
	u64 time;

	/* 1. 记录中断发生的时间 */
	time = ktime_get_ns();
	g_dht11_irq_time[g_dht11_irq_cnt] = time;

	/* 2. 累计次数 */
	g_dht11_irq_cnt++;

	/* 3. 次数足够: 解析数据, 放入环形buffer, 唤醒APP */
	if (g_dht11_irq_cnt == 84)
	{
		del_timer(&gpio_desc->key_timer);
		parse_dht11_datas();
	}

	return IRQ_HANDLED;
}

static int __init dht11_init(void)
{
	int err;
	int i;
	int count = sizeof(gpios) / sizeof(gpios[0]);

	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

	/*== 1、*/
	for (i = 0; i < count; i++)
	{
		gpios[i].irq = gpio_to_irq(gpios[i].gpio);

		/* 设置DHT11 GPIO引脚的初始状态: output 1 */
		err = gpio_request(gpios[i].gpio, gpios[i].name);
		gpio_direction_output(gpios[i].gpio, 1);
		gpio_free(gpios[i].gpio);

		setup_timer(&gpios[i].key_timer, key_timer_expire, (unsigned long)&gpios[i]);
	}

	major = register_chrdev(0, "100ask_dht11", &dht11_drv); /* /dev/gpio_desc */

	gpio_class = class_create(THIS_MODULE, "100ask_dht11_class");
	if (IS_ERR(gpio_class))
	{
		printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "100ask_dht11");
		return PTR_ERR(gpio_class);
	}

	device_create(gpio_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "mydht11"); /* /dev/mydht11 */

	return err;
}

static void __exit dht11_exit(void)
{
	int i;
	int count = sizeof(gpios) / sizeof(gpios[0]);

	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

	device_destroy(gpio_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(gpio_class);
	unregister_chrdev(major, "100ask_dht11");
}

module_init(dht11_init);
module_exit(dht11_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
